[发明专利]用于管理电网电力供应的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于电网电力管理领域，涉及一种用于管理针对充电点的电网电力供应的系统和方法。更具体地，本发明提供用于管理在住宅设施中工作的充电点的技术。

背景技术

电力通常以单相或者三相电力供应的形式通过主电力系统供应给住宅、商业和工业区中的用电站点(cites)和设施。电力通过服务引入电力线路从电网供应给这样的工业和住宅设施，并且通常通过电力服务面板(即，主电力板)分配到各个用电支路，每个用电支路用于供应特定的用电区域或者公共设施。

通常，使用诸如配置为检测短路、接地故障(泄露)或者过量电流消耗(drawing)(即，过载电流)的剩余电流装置(RCD)和电路断路器之类的保护装置，并且该保护装置在这种状况下断开(切断)供应给用电支路的电力。电力服务面板通常包括主断路器，该主断路器被设计为断开由将电力中继到数个支路断路器的面板接收的总电力供应。每个支路断路器被设计为切断对耦合到特定支路的电力供应。给住户、住宅和商业设施供应的电力通常用于起动和操作通常被认为是低功率电器的家用电器和装置(例如，洗涤器、烘干机、炉、烤箱、加热器、空调，等等)。

例如，典型的主电路断路器(MCB)可以被设计为每当由支路电路消耗的总电流超过25安培到40安培时断开电力供应，并且典型的支路断路器应每当由支路电路消耗的电流超过10到20安培时跳闸。这种断路器电路通常适用于供给给典型的住户消耗支路，而不适用于需要更高电流的更加耗电的电器。

发明内容

住宅设施现在通常可配备有用于为(例如用于电动车辆中的)重载电池再充电的充电点。由于充电点需要相对较高的电功耗才能在可接受的时段内将电池完全充电，故而操作住宅设施中的这种充电点是一项具有挑战性的任务。

与家用电器和装置相比，设置在住宅设施中的充电点可能会导致更大量的电流被消耗。另一方面，住宅的可用电量(electical capacity)受限，其可用电量通常由引入电力线路(drop power line)的导线容量设定。对于一些住宅来说，当多种电力装置(例如，洗涤器、烘干机、空调，炉、烤箱、电热器，等等)正同时使用时，在电力负载上增加充电点可能会引起住宅里的主断路器跳闸。

本领域需要一种新型汽车充电技术(并且该技术是有用的)，该技术能够监视、控制和调节由安装在住宅设施中的充电点消耗的电能，以允许在不使从中为该充电点馈电的断路器跳闸的前提下动态地调整由充电点吸取的充电电流。

住宅充电点用于允许电动车辆的用户在使用期之后或使用期中间，当停泊在其住宅附近时，对其车辆进行充电。在很多情况下，充电点安装在住户的现有设施连接中，这主要是由于部署专用于充电点的额外的、新的连接需要相对高的成本。因此，在很多情况下，充电点与其余的家用支路电路和电器共用同一主馈电电路。

这种重载充电点相对而言为一大消耗体，其标称功耗的范围在3KW(针对正常充电)到(最高达)22KW(针对快速充电)之间，其中最小充电功率为1.4KW。由于电动车辆的完全充电会话(session)通常为一耗时的过程，可能需要好几个小时，因此期望的是，在从同一个馈电支路馈电的其他电器操作期间，使由这种住宅充电点进行的充电会话能够在不使支路断路器电路跳闸的前提下，吸取最大可用电功率。

典型地，由安装在现有家用设施连接中的住宅充电点对电动车辆充电明显地增加了由过载事件导致的超过准许连接功率以及主电路断路器跳闸的可能性。尽管可以通过限制充电点在任意时刻可吸取的最大充电功率来避免主电路断路器跳闸，但是由于这种配置将导致充电过程极其耗时，故而是不可取的。

本发明旨在提供一种住宅充电点，其能够在住户中的所有电器和电路都在全力工作的最坏状况下调节所吸取的充电功率，该住宅充电点根据其它电器所消耗的电流，在不超过最大设施连接功率从而避免电路断路器跳闸的前提下，调配所吸取的充电功率。

因此，本发明提供通过如下方式来优化对现有家用设施连接的部署：在任何给定时间调节电动车辆可吸取的最大充电功率(电动车辆标准所固有地支持的特征)，提供现有住户设施连接的最优化布置，由此避免过载事件和消除将导致对于整个住户的电力断开的主馈电电路断路器的跳闸。

根据一些实施例，充电点可以安装在现有的电力基础设施内。充电点安装在主电路断路器的下游。相应地，充电点可以与其他的家用负载和电器并联连接，所述其他的家用负载和电器禁止充电点直接感测经上游支路通过主电路断路器馈送的总电流。